JP7069301B2 - ホルダーを備えた二次電池パック - Google Patents

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Description

本発明は、ホルダーを備えた二次電池パックに関し、より詳しくは、製造効率性及び製品の耐久性を効果的に向上させた二次電池パックに関する。
本出願は、２０１８年６月２９日出願の韓国特許出願第１０－２０１８－００７５８７８号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
最近、ノートブックＰＣ、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、反復的な充放電の可能な高性能二次電池についての研究が活発に進行しつつある。
現在、商用化した二次電池としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質に用いる。また、リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板とがセパレーターを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液とともに封止収納する外装材、即ち、電池ケースを備える。
なお、リチウム二次電池は、外装材の形状に応じて、電極組立体が金属缶に内蔵されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに内蔵されているパウチ型二次電池と、に分けることができる。また、缶型二次電池は、金属缶の形態によって円筒型電池と角形電池にさらに分けることができる。
ここで、パウチ型二次電池のパウチは、下部シートとこれを覆う上部シートとに大きく分けられ、前記パウチには、正極、負極及びセパレータが積層されて巻き取られて形成された電極組立体が収納される。そして、前記電極組立体を収納した後、上部シートと下部シートとの周縁を熱溶着などによって封止する。また、各電極から引き出された電極タブが電極リードに結合し、前記電極リードには封止部と接触した部分に絶縁フィルムが付加され得る。
このように、パウチ型二次電池は、多様な形態への構成が容易であり、より小さい体積と質量をもって同じ容量の二次電池を具現できるという長所がある。しかし、缶型とは異なり、パウチ型二次電池は、フレキシブルなパウチを容器にしているため、機械的強度が弱く、水分浸透の可能性があり、内部短絡、許容された電流及び電圧を超過した過充電状態、高温露出、落下などによる衝撃のような電池の非正常的な作動状態によって誘発し得る電池内部の高温及び高圧によって電池の爆発をもたらす安全性の問題を有している。
そして、このようなパウチ型二次電池には、各種可燃性物質が内蔵されており、過充電、過電流、その他の物理的の外部衝撃などによる発熱、爆発などの恐れがあるので、安全性に大きい短所を有している。そのため、二次電池パックには、過充電などの非正常の状態を効果的に制御できる保護回路モジュール（ＰＣＭ）が電池セルに電気的に接続した状態で載置されている。
また、保護回路モジュールは、備えられているＰＣＢ基板を保護するために、ＰＣＢ基板を囲むように構成されたＰＣＭケースを備える。
しかし、このようなＰＣＭケースは、従来技術の保護回路モジュールを製造する過程において、電極リードと接続したＰＣＢ基板のＰＣＭケースへの収容結合に際し、電極リードとＰＣＢ基板との連結構造の損傷、またはＰＣＢ基板に実装された素子や、チップなどが損傷しやすかった。このように、製造過程が非常にややこしいことから熟練した熟練者が必ず必要となり、これによって、 製品の不良率の高くなる原因となっていた。
さらに、従来技術の二次電池パックは、使用中に、外部衝撃によってＰＣＭケースに内蔵されているＰＣＢ基板または二次電池が動かれる場合が多く、内部部品の損傷による二次電池パックの寿命短縮の大きい原因となっている。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、詳しくは、製造効率性及び製品の耐久性を効果的に向上させた二次電池パックを提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の課題を達成するための本発明による二次電池パックは、
電極組立体と、前記電極組立体と電解液が収容された収納部及び前記収納部の外周縁を密封して形成された封止部を有するパウチ外装材と、前記封止部から突出して延びるように形成された電極リードと、を備える電池セルと、
保護回路が形成された印刷回路基板を備える保護回路モジュールであって、前記印刷回路基板が前記封止部において前記電極リードが形成されたテラス構造の上に設けられた保護回路モジュールと、
一面に前記電池セルを載置するようにプレート形状を有する本体部と、前記本体部から前記電池セルの水平方向の側部の少なくとも一部を囲むように上方へ突出して形成された隔壁と、を備えるホルダーと、
電気絶縁性材質からなり、前記印刷回路基板の少なくとも一部を被覆して接合された保護部と、前記保護部から前記隔壁が位置した方向へ突出して延び、前記隔壁の一部に固定された固定部と、を備える絶縁性モールド部材と、を含み得る。
また、前記絶縁性モールド部材の固定部は、前記保護部から前記隔壁が位置した方向へ突出して延びた端部が前記隔壁に沿って下方へ折り曲げられたフック構造を有し得る。
さらに、前記ホルダーの隔壁には、水平方向へ貫通した挿入口が形成され、前記挿入口には、前記絶縁性モールド部材の固定部の一部が挿入されて固定され得る。
そして、前記隔壁は、前記本体部の外周に沿って延び、一部に上面視で円弧形状で曲がった屈曲部が形成され得る。
また、前記ホルダーには、前記隔壁と外側方向へ所定の距離で離隔し、上方へ突出して延びたモールディング用遮断壁が形成され得る。
さらに、前記絶縁性モールド部材は、前記印刷回路基板が外部に露出した部位がないように前記印刷回路基板を全体的に被覆し得る。
そして、前記絶縁性モールド部材の下部面は、前記電池セルの収容部の下部面と同じ平面上に位置するように構成され得る。
また、前記絶縁性モールド部材の保護部の外側面には、水平内部方向へ凹んだ凹溝が形成され得る。ここで、前記凹溝には、前記電極リードの一部が収容されるように構成され得る。
また、前記ホルダーの本体部には、前記電池セルで発生した熱を排出する、上下方向へ開口した放熱部が形成され得る。
さらに、上記の課題を達成するための本発明による電源装置は、前記二次電池パックを含む。
なお、上記の課題を達成するための本発明による電子デバイスは、前記電源装置を含む。
本発明の一面によれば、二次電池パックは、絶縁性モールド部材を備えることで、保護回路モジュールの印刷回路基板に実装された素子及び部品を安定的に保護することができる。これによって、本発明は、印刷回路基板の素子及び部品の外部衝撃による損傷または離脱を効果的に防止することができる。
また、本発明の一面によれば、絶縁性モールド部材は、印刷回路基板の少なくとも一部を被覆するように構成された保護部を備えることで、印刷回路基板とパウチ外装材に備えられた金属薄膜との短絡を効果的に防止することができる。
さらに、本発明の一面によれば、絶縁性モールド部材は、保護部から隔壁が位置した方向へ突出して延びて隔壁の一部に固定された固定部を備えることで、ホルダーに載置された電池セルの水平方向への動きを効果的に防止することができ、頻繁な動きによる隔壁と電池セルまたは保護回路モジュールとの衝突を効果的に防止することで、製品使用中に発生する損傷を最小化することができる。
そして、本発明の一面によれば、絶縁性モールド部材のフック構造の固定部は、電池セルの前後方向への移動を阻止できるため、電池セルの構成ないし電極リードと接続した印刷回路基板との接続構造の損傷を防止することができる。
また、本発明の他面によれば、本発明は、絶縁性モールド部材の固定部の一部を隔壁に形成された挿入口に挿入固定されるように形成することで、絶縁性モールド部材のフック構造の固定部と比較して、より高い隔壁との結合力を発揮でき、二次電池パックの耐久性をさらに高めることができる。
さらに、本発明の他面によれば、本発明は、ホルダーにモールディング用遮断壁をさらに形成することで、絶縁性モールド部材を形成するために注入されたホットメルト樹脂がホルダーの外部へ流出することを防止することができる。
また、本発明は、絶縁性モールド部材の固定部が隔壁に沿って下部へ安定的に延びて形成されるように、モールディング用遮断壁がガイドの役割を果たすことで、製品の不良率を画期的に低めることができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例による二次電池パックの構成を概略的に示した斜視図である。 図１の二次電池パックの構成を分離して概略的に示した分離斜視図である。 本発明の一実施例による二次電池パックの一部構成を概略的に示した一部斜視図である。 本発明の一実施例による二次電池パックの一部構成を概略的に示した分離底面図である。 本発明の一実施例による二次電池パックのホルダーを概略的に示した斜視図である。 図３の線Ｃ－Ｃに沿って見た二次電池パックの概略的な部分断面図である。 本発明の他の実施例による二次電池パックの一部を概略的に示した部分斜視図である。 図７の線Ｄ－Ｄに沿って見たパウチ型二次電池パックの概略的な部分断面図である。 本発明のさらに他の実施例によるパウチ型二次電池パックの一部を概略的に示した部分断面図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
図１は、本発明の一実施例による二次電池パックの構成を概略的に示した斜視図である。図２は、図１の二次電池パックの構成を分離して概略的に示した分離斜視図である。図３は、本発明の一実施例による二次電池パックの一部構成を概略的に示した一部斜視図である。そして、図４は、本発明の一実施例による二次電池パックの一部構成を概略的に示した分離底面図である。ここで、図４は、電池セル１１０と保護回路モジュール１２０とが相互分離した状態で下面視による様子を概略的に示した。
図１～図４を参照すれば、二次電池パック１００は、電池セル１１０及び保護回路モジュール１２０を含む。
ここで、前記電池セル１１０は、パウチ型電池セル１１０であり得る。特に、パウチ型電池セル１１０は、電極組立体（図示せず）、電解質（図示せず）及びパウチ外装材１１５を備え得る。また、前記電極組立体が電解液と共にパウチ外装材１１５の内部に密封され、一側に電極リード１１１が形成され得る。
そして、前記電極組立体は、一つ以上の正極板及び一つ以上の負極板がセパレータを挟んで配置されて構成され得る。より具体的に、前記電極組立体は、一枚の正極板と一枚の負極板とがセパレータと共に巻き取られた巻取型、または複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを挟んで相互積層されたスタック型であり得る。
さらに、前記パウチ外装材１１５は、外部絶縁層、金属層及び内部接着層を備えて構成され得る。このようなパウチ外装材１１５は、電極組立体と電解液などの内部構成要素を保護し、電極組立体と電解液による電気化学的性質に対する補完及び放熱性などを向上させるために、金属薄膜、例えば、アルミニウム薄膜が含まれた形態で構成され得る。
また、このようなアルミニウム薄膜は、電極組立体及び電解液のような電池セル１１０の内部構成要素や電池セル１１０の外部の他の構成要素との電気的絶縁性を確保するために、絶縁物質からなる絶縁層の間に介在され得る。
また、前記パウチ外装材１１５は、二つのパウチで構成され得、そのうち少なくとも一つには凹んだ形態の内部空間が形成され得る。そして、このようなパウチ外装材１１５には、電極組立体及び電解液が収容された収納部１１６が形成され得る。
さらに、前記パウチ外装材１１５は、電極組立体が収容された収納部１１６の内部空間が密閉されるよう、二つのパウチの外周縁が相互溶着し、前記収納部１１６の外周縁を密封して封止部１１７が形成され得る。
例えば、図４に示したように、前記パウチ外装材１１５は、前記収納部１１６の左右側部には、下方へ畳まれた封止部１１７が形成され得る。
また、前記電池セル１１０には、電極リード１１１が位置し、前記パウチ外装材１１５の外周縁が封止処理されたテラス構造１１７Ｓが形成され得る。ここで、テラス構造１１７Ｓは、左右側部に形成されて畳まれた封止部１１７と異なり、上下方向へ畳まれず、水平方向へ延びた形態であり得る。
さらに、前記パウチ型電池セル１１０は、Ｆ方向から見たとき、前記封止部１１７から前方へ突出して延びるように形成された電極リード１１１を備え得る。また、前記電極リード１１１は、正極リード１１１Ａ及び負極リード１１１Ｂを含み得る。ここで、二つの電極リード１１１Ａ、１１１Ｂの各々は、プレート形態で構成され、二つの広い面が上下に各々位置している。
例えば、図４に示したように、前記正極リード１１１Ａは、電池セル１１０のテラス構造１１７Ｓの一辺の一側へ突出して延びて構成され得る。また、前記負極リード１１１Ｂは、前記正極リード１１１Ａから水平方向へ離隔したテラス構造１１７Ｓの一辺の他側へ突出して延びた形態で構成され得る。
前述したパウチ型電池セル１１０の構成については、本願発明が属する技術分野における当業者にとって自明な事項であるので、より詳細な説明を省略する。そして、本発明による二次電池パック１００には、本出願の時点における公知の多様な電池セル１１０を採用し得る。
また、前記保護回路モジュール１２０は、保護回路が形成された印刷回路基板１２１を備え得る。
さらに、前記印刷回路基板１２１は、側面よりも相対的に広い上下面を有し得る。そして、前記印刷回路基板１２１は、前記封止部１１７が形成された部位において、前記電極リード１１１が形成されたテラス構造１１７Ｓの上に設けられ得る。この際、前記印刷回路基板１２１は、相対的に側面よりも広い上下面が前記テラス構造１１７Ｓの上面と対向するように位置し得る。
さらに、前記保護回路モジュール１２０は、前記印刷回路基板１２１が電池セル１１０の電極リード１１１と電気的に接続するように前記印刷回路基板１２１の一面１２１ａに形成されたリード接続板１２３を備え得る。
そして、前記リード接続板１２３は、単一の扁平な板状であり得る。さらに、前記リード接続板１２３は、前記印刷回路基板１２１の一面１２１ａと平行な平面を有するように設けられ得る。さらに、前記リード接続板１２３の一面は、印刷回路基板１２１に形成された接続端子（図示せず）と接合し得、他面は、電池セル１１０の電極リード１１１と接合し得る。
例えば、図４に示したように、保護回路モジュール１２０には、二つの電極リード１１１Ａ、１１１Ｂと結合した二つのリード接続板１２３を備え得、前記リード接続板１２３は、前記印刷回路基板１２１の一面１２１ａと平行な平面を有するように設けられ得る。
さらに、前記印刷回路基板１２１には、複数の素子や部品が実装され得る。ここで、前記素子及び部品は、二次電池パック１００に使用される通常の素子及び部品を適用し得る。この際、前記印刷回路基板１２１には、安全素子及びチップが実装されて備えられ得る。
さらに、前記保護回路モジュール１２０は、前記印刷回路基板１２１に接続して結合した他の印刷回路基板１２６を含み得る。
前記印刷回路基板１２１には、外部入出力端子（図示せず）が形成され得る。そして、他の印刷回路基板１２６の一端部は、前記印刷回路基板１２１の外部入出力端子に接続して結合し得る。また、前記他の印刷回路基板１２６の他端部には、他の外部器機と接続するために、コネクター１２６ｃが形成され得る。さらに、前記他の印刷回路基板１２６は、例えば、軟性の基板が備えられた軟性印刷回路基板ＦＰＣＢであり得る。
図５は、本発明の一実施例による二次電池パックのホルダーを概略的に示した斜視図である。
図４と共に図５を参照すれば、本発明の二次電池パック１００は、前記電池セル１１０を載置するように構成されたホルダー１４０を含み得る。
ここで、前記ホルダー１４０は、本体部１４２及び隔壁１４４を備え得る。具体的に、前記本体部１４２は、一面（上面）に前記電池セル１１０を載置するようにプレート形状を有し得る。また、前記プレート形状は、水平方向の側面よりも上下方向の上面及び下面が相対的に広く形成されたことを意味する。
即ち、前記ホルダー１４０の本体部１４２は、例えば、Ｆ方向から見たとき、前端、後端、左端及び右端の各々に位置した第１側辺１４２ａ、第２側辺１４２ｂ、第３側辺１４２ｃ及び第４側辺１４２ｄを有する四角のプレート形状であり得る。
ここで、前、後、左、右、上、下のように方向を示す用語は、観測者の位置や対象の置かれた形態によって変わり得る。但し、本明細書においては、説明の便宜のために、Ｆ方向から見たときを基準にして、前、後、左、右、上、下などの方向を区分して示す。
また、前記ホルダー１４０の本体部１４２には、前記電池セル１１０で発生した熱が排出される上下方向へ開口した放熱部Ｏ１が形成され得る。具体的に、前記放熱部Ｏ１は、前記電池セル１１０の熱の発生が集中する収納部１１６と対応する位置に形成され得る。さらに、前記収納部１１６の一部は、前記放熱部Ｏ１を通してホルダー１４０の外部へ露出し得る。
例えば、図１及び図５に示したように、前記載置された電池セル１１０の収納部１１６が位置する前記ホルダー１４０の本体部１４２には、上下方向へ開口した放熱部Ｏ１が形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ホルダー１４０に放熱部Ｏ１を形成することで、二次電池パック１００の使用中に発生した電池セル１１０の熱を効果的に排出することができ、二次電池パック１００の寿命を大幅向上させることができる。
さらに、前記隔壁１４４は、前記本体部１４２から前記電池セル１１０の水平方向の側部の少なくとも一部を囲むように上方へ突出して形成され得る。具体的に、前記隔壁１４４は、前記電池セル１１０の水平方向の側部に沿って延びた形態であり得る。
そして、前記隔壁１４４は、前記本体部１４２の第１側辺１４２ａ、第２側辺１４２ｂ、第３側辺１４２ｃ及び第４側辺１４２ｄに接するかまたは隣接して形成され得る。そして、前記第１側辺１４２ａ、第２側辺１４２ｂ、第３側辺１４２ｃ及び第４側辺１４２ｄの各々に形成された隔壁１４４の突出高さは相違し得る。さらに、前記第１側辺１４２ａ、第２側辺１４２ｂ、第３側辺１４２ｃ及び第４側辺１４２ｄの各々に形成された隔壁１４４の水平方向の厚さも相違し得る。
例えば、図５に示したように、前記第３側辺１４２ｃに形成された隔壁１４４ｃは、残りの第１側辺１４２ａ、第２側辺１４２ｂ及び第４側辺１４２ｄに形成された隔壁１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｄよりも上方への突出高さが最も高く、水平方向の厚さが最も厚く形成され得る。
この際、前記ホルダー１４０の第３側辺１４２ｃは、前記二次電池パック１００を電源で使用する電子デバイスの外装ケースの外壁に隣接して位置し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のホルダー１４０の側辺に形成された隔壁１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄのうちいずれか一つの隔壁１４４ｃの突出高さないし厚さを残りの隔壁１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｄよりも相対的に大きく形成することで、ホルダー１４０の側辺に外部衝撃によるホルダー１４０に載置された電池セル１１０の損傷を効果的に防止することができる。
さらに、前記ホルダー１４０は、前記他の印刷回路基板１２６が水平方向において外部へ突出して延びるように外部に開放された部位、即ち、前記本体部１４２の第１側辺１４２ａに隔壁１４４ａが形成されていない一部を含み得る。これによって、前記他の印刷回路基板１２６を追加的に折曲げまたは変形することなく前記印刷回路基板１２１と接続でき、製造効率及び空間活用度を向上させることができる。
一方、図１及び図２をさらに参照すれば、本発明の二次電池パック１００は、電気絶縁性材質からなる絶縁性モールド部材１３０をさらに含み得る。
ここで、前記電気絶縁性材質は、電気伝導性が低い高分子化合物であり得る。例えば、前記絶縁性モールド部材１３０は、高分子樹脂、シリコーンまたはゴムなどであり得る。
さらに、前記絶縁性モールド部材１３０は、熱溶融型高分子樹脂が硬化した形態で構成され得る。
より具体的に、前記熱溶融型高分子樹脂は、ホットメルト（Ｈｏｔ－ｍｅｌｔ）樹脂であり得る。そして、前記ホットメルト樹脂は、無溶剤型樹脂であって、常温で固体であり、加熱すれば、溶融点以上で溶融し、冷却によって固化して接着をなす熱可塑性樹脂であり得る。例えば、前記熱可塑性樹脂は、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリエステルのいずれか一つであり得る。
そして、前記絶縁性モールド部材１３０は、ホットメルトインジェクションモールディング（Ｈｏｔ－ｍｅｌｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）装置によって形成され得る。具体的に、前記ホットメルトインジェクションモールディング装置は、樹脂供給部、温度制御部及び作業部を含み得る。
先ず、前記樹脂供給部は、一定温度に溶融した樹脂を注ぎ込むように構成され得る。また、前記温度制御部は、金型の温度が一定に維持されるようにヒーターやクーラーを備え得る。さらに、前記作業部は、金型及びコントロールパッドを含み得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、ホットメルト樹脂から形成された絶縁性モールド部材１３０は、有害成分を含む溶剤を含んでおらず、前記絶縁性モールド部材１３０を構成する場合、製造者及び使用者の安全性を向上させることができる。
また、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記印刷回路基板１２１の上面及び下面に形成され得る。即ち、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記印刷回路基板１２１に素子ないし部品が実装された後、上面に溶融した高温の樹脂が塗布され、塗布された樹脂が冷却されながら硬化した構成であり得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記印刷回路基板１２１に実装された素子及び部品を安定的に保護することができる。これに
よって、本発明は、前記印刷回路基板１２１の素子及び部品の外部衝撃による損傷または離脱を効果的に防止することができる。
そして、前記絶縁性モールド部材１３０は、少なくとも一部の一面から他面まで透明性素材からなり得る。具体的に、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記印刷回路基板１２１の実装された素子及び部品を目視で確認可能に透明性素材を含み得る。例えば、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記印刷回路基板１２１の外面が透視可能となるように全体的に透明性素材からなり得る。
図６は、図３の線Ｃ－Ｃに沿って見た二次電池パックの概略的な部分断面図である。
また、図１及び図３と共に、図６を参照すれば、前記絶縁性モールド部材１３０は、保護部１３２及び固定部１３４を備え得る。
具体的に、前記保護部１３２は、前記印刷回路基板１２１の少なくとも一部を被覆して接合した部位であり得る。さらに、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記印刷回路基板１２１が外部に露出した部位がないように前記印刷回路基板１２１を全体的に被覆した形態であり得る。
例えば、図６に示したように、前記保護部１３２は、前記印刷回路基板１２１の外面全体を被覆するように形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記印刷回路基板１２１の少なくとも一部を被覆するように構成された保護部１３２を備えることで、前記印刷回路基板１２１と、パウチ外装材１１５に備えられた金属薄膜との短絡を効果的に防止することができる。
また、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記電池セル１１０のテラス構造１１７Ｓの上に接合した形態であり得る。具体的に、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記保護回路モジュール１２０が前記電池セル１１０のテラス構造１１７Ｓの上に位置した状態でホットメルト樹脂を注入した後、固化させて製造することができる。
さらに、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記保護回路モジュール１２０が前記電池セル１１０のテラス構造１１７Ｓの上に固定されるように、前記電池セル１１０のテラス構造１１７Ｓの上に接合した形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記電池セル１１０のテラス構造１１７Ｓの上に接合した形態を有することで、前記保護回路モジュール１２０が前記電池セル１１０のテラス構造１１７Ｓの上に安定的に固定でき、従来技術に使われていた接着部材を用いなくてもよいので、製造コストを節減することができる。
さらに、前記固定部１３４は、前記保護部１３２から前記隔壁１４４が位置した方向へ突出して延び得る。そして、前記固定部１３４の突出方向の端部は、前記隔壁１４４の一部に固定され得る。
例えば、図３に示したように、前記絶縁性モールド部材１３０には、３個の固定部１３４が形成され得る。また、前記３個の固定部１３４は、Ｆ方向から見たとき、前記保護部１３２の前面部から前記隔壁１４４が形成された前方へ突出し延び、前記固定部１３４の突出端部が前記ホルダー１４０に形成された隔壁１４４の上面及び前面に結合固定され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記絶縁性モールド部材１３０は、前記保護部１３２から前記隔壁１４４が位置した方向へ突出して延び、前記隔壁１４４の一部に固定された固定部１３４を備えることで、前記ホルダー１４０に載置された電池セル１１０の水平方向への動きを効果的に防止することができ、頻繁な動きによる隔壁１４４と電池セル１１０または保護回路モジュール１２０との衝突を効果的に防止し、製品使用中に発生する損傷を最小化することができる。
一方、図３及び図６をさらに参照すれば、図６の前記絶縁性モールド部材１３０の固定部１３４は、前記保護部１３２から前記隔壁１４４が位置した方向へ突出して延びた端部が前記隔壁１４４に沿って下方へ折り曲げられたフック構造Ｓを有し得る。
具体的に、前記固定部１３４の端部は、前記絶縁性モールド部材１３０の保護部１３２の前面から突出した端部を前記隔壁１４４の前面部に沿って下方へ延びた形状であり得る。
例えば、図３に示したように、前記絶縁性モールド部材１３０は、３個の固定部１３４が形成され得る。そして、前記３個の固定部１３４の各々の延長方向の端部は、前記隔壁１４４の前面部に沿って下方へ延びた形態を有し得、前記固定部１３４は、全体の形状が前記隔壁１４４の前面部にかかっているフック構造Ｓのような形態で形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記フック構造Ｓの固定部１３４は、Ｆ方向から見たとき、前記電池セル１１０の前後方向への移動を阻止することができるため、前記電池セル１１０の構成ないし前記電極リード１１１と接続した印刷回路基板１２１との接続構造の損傷を防止することができる。
図７は、本発明の他の実施例による二次電池パックの一部を概略的に示した部分斜視図である。そして、図８は、図７の線Ｄ－Ｄに沿って見た二次電池パックの概略的な部分断面図である。
図７及び図８を参照すれば、他の実施例による二次電池パック１００Ｂのホルダー１４０Ｂには、前記ホルダー１４０Ｂの隔壁１４４Ｂに、水平方向へ貫通した挿入口Ｈ１が少なくとも一つ以上が形成され得る。また、前記挿入口Ｈ１は、前記隔壁１４４Ｂから延びた水平方向に沿って長く形成され得る。
さらに、前記絶縁性モールド部材１３０Ｂの固定部１３４Ｂの一部が前記挿入口Ｈ１に挿入されて固定されるように形成され得る。そして、前記挿入口Ｈ１に挿入された固定部１３４Ｂの一部は、前記隔壁１４４Ｂに沿って下方へ折り曲げられた他の部位と接続するように形成され得る。即ち、前記絶縁性モールド部材１３０Ｂの固定部１３４Ｂは、前記隔壁１４４Ｂに形成された挿入口Ｈ１に挿入固定された係止爪の形態であり得る。
例えば、図７に示したように、前記絶縁性モールド部材１３０Ｂの固定部１３４Ｂが３個形成され得る。また、前記３個の固定部１３４Ｂの左右方向へ延びた長さは、相違し得る。そして、前記３個の固定部１３４Ｂの各々は、前記保護部１３２Ｂの前面から突出し、前記隔壁１４４Ｂの上部から下方へ延びた部分と、前記隔壁１４４Ｂの挿入口Ｈ１に挿通した部分とが相互接触して固化した形態であり得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記絶縁性モールド部材１３０Ｂの固定部１３４Ｂの一部を、前記隔壁１４４Ｂに形成された挿入口Ｈ１に挿入固定されるように形成することで、図６の前記絶縁性モールド部材１３０Ｂのフック構造Ｓの固定部１３４と比較して、隔壁１４４Ｂとの結合力をより高く発揮でき、二次電池パック１００Ｂの耐久性をさらに向上させることができる。
一方、図５を参照すれば、本発明のホルダー１４０は、前記本体部１４２の外周に沿って延びた隔壁１４４の一部に、上面視で円弧形状で曲がった屈曲部１４６が形成され得る。
具体的に、前記隔壁１４４の屈曲部１４６は、前記本体部１４２の第１側辺１４２ａに形成された隔壁１４４ａと、第３側辺１４２ｃに形成された隔壁１４４ｃとが相互会う位置に形成され得る。また、前記隔壁１４４の屈曲部１４６は、前記本体部１４２の第３側辺１４２ｃに形成された隔壁１４４ｃと、第２側辺１４２ｂに形成された隔壁１４４ｂとが相互会う位置に形成され得る。そして、前記隔壁１４４の屈曲部１４６は、前記本体部１４２の第１側辺１４２ａに形成された隔壁１４４ａと、第４側辺１４２ｄに形成された隔壁１４４ｄとが相互会う位置に形成され得る。
特に、前記本体部１４２の第１側辺１４２ａに形成された隔壁１４４ａと第４側辺１４２ｄに形成された隔壁１４４ｄとが相互会う位置に形成された屈曲部１４６は、前記第１側辺１４２ａの隔壁１４４ａの屈曲部１４６が形成されていない残りの部位よりも、外側の水平方向へ突出した形態で曲げられて形成され得る。即ち、前記隔壁１４４の屈曲部１４６の内側には、突出した分だけの内部空間が形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のホルダー１４０は、前記隔壁１４４に屈曲部１４６を形成することで、前記隔壁１４４が電池セル１１０の動きによって伝達した水平方向への加圧力を弾力的に吸収できることから、ホルダー１４０の耐久性をより高め、電池セル１１０の加圧力による損傷を減らすことができる。
図９は、本発明のさらに他の実施例による二次電池パックの一部を概略的に示した部分断面図である。
図９を参照すれば、図９の二次電池パック１００Ｃのホルダー１４０Ｃは、図６のホルダー１４０と比較すれば、上方へ突出して延びたモールディング用遮断壁１４８がさらに形成され得る。具体的に、前記ホルダー１４０Ｃのモールディング用遮断壁１４８は、前記隔壁１４４と外側方向へ所定の距離で離隔した位置に形成され得る。即ち、前記モールディング用遮断壁１４８と前記隔壁１４４との間の空間には、前記絶縁性モールド部材１３０Ｃの固定部１３４Ｃが充填されて固化できる。
例えば、図９に示したように、前記絶縁性モールド部材１３０の固定部１３４Ｃが前記保護部１３２Ｃの前面から突出して延び、前記固定部１３４Ｃの延長された端部が前記モールディング用遮断壁１４８の内面に沿って下方へ折り曲げられた形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ホルダー１４０Ｃにモールディング用遮断壁１４８を形成することで、前記絶縁性モールド部材１３０Ｃを形成するために注入されたホットメルト樹脂が、前記ホルダー１４０Ｃの外部へ流出されることを防止することができる。これによって、製造効率を高めて不良率を効果的に低下させることができる。
また、本発明は、前記固定部１３４Ｃが前記隔壁１４４に沿って下部へ安定的に延びて形成されるように、前記モールディング用遮断壁１４８がガイド役割を果たすことができ、製品の不良率を画期的に低めることができる。
一方、図６をさらに参照すれば、前記絶縁性モールド部材１３０の下面１３０ｃは、前記電池セル１１０の収納部１１６の下面１１６ｃと同じ平面上に位置するように構成され得る。言い換えれば、前記ホルダー１４０の本体部１４２の上面と対向している前記絶縁性モールド部材１３０の下面１３０ｃは、前記電池セル１１０の収納部１１６の下面１１６ｃと平行に位置するように形成できる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記電池セル１１０の収納部１１６の上下方向の高さと、前記絶縁性モールド部材１３０が位置した部位の上下方向の高さとの差が発生することを防止することができることから、前記電池セル１１０の上部に付着されるラベル紙を、上下方向の段差による歪みやしわなく、扁平な外面になるように形成することができる。これによって、本発明は、作業者が二次電池パックを取り扱いやすく、外観に優れた二次電池パック１００の製造が可能となる。
一方、図２及び図４と共に図３をさらに参照すれば、前記絶縁性モールド部材１３０の保護部１３２には、外側面に水平内部方向へ凹んだ凹溝Ｈ２が形成され得る。そして、前記凹溝Ｈ２の内面には、前記電極リード１１１の一部が収容され得る。具体的に、前記電極リード１１１は、前記封止部１１７の端部から下方へ折り曲げられて延び、前記電池セル１１０の収納部１１６が位置した方向へさらに折り曲げられ得る。そして、このように折り曲げられた電極リード１１１の端部は、前記保護回路モジュール１２０の印刷回路基板１２１の一面に形成されたリード接続板１２３に接合し得る。
この際、前記電極リード１１１から延びた方向の中間部位は、前記絶縁性モールド部材１３０の保護部１３２に形成された凹溝Ｈ２の内面に密着するように位置し得る。
例えば、図２及び図３に示したように、正極リード１１１Ａ及び負極リード１１１Ｂの各々の一部が前記絶縁性モールド部材１３０の保護部１３２に形成された凹溝Ｈ２の内面と密着するように折り曲げられた形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記絶縁性モールド部材１３０に形成された凹溝Ｈ２によって、前記印刷回路基板１２１と接続した電極リード１１１の長さを最小化することができることから、材料コストを節減でき、二次電池パック１００の内部空間をさらに活用でき、コンパクトな二次電池パック１００を具現することができる。
また、本発明による電源装置（図示せず）は、前記二次電池パック１００を含み得る。具体的に、前記電源装置は、生産した電力を一時的に貯蔵し、電力が必要となる所に供給するように電気エネルギーを貯蔵する装置であり得る。
さらに、本発明による電子デバイスは、前記電源装置を含み得る。前記電源装置は、前記電子デバイスの外装ケースの内部に収容できる。
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
本発明は、ホルダーを備えた二次電池パックに関する。また、本発明の二次電池パックを備えた電源装置及び電子デバイス関連産業に利用可能である。
１００ 二次電池パック
１１０ 電池セル
１１１ 電極リード
１１５ パウチ外装材
１１６ 収納部
１１７ 封止部
１１７Ｓ テラス構造
１２０ 保護回路モジュール
１２１ 印刷回路基板
１３０ 絶縁性モールド部材
１３２ 保護部
１３４ 固定部
１４０ ホルダー
１４２ 本体部
１４４ 隔壁
１４６ 屈曲部
１４８ モールディング用遮断壁
Ｈ１ 挿入口
Ｈ２ 凹溝
Ｏ１ 放熱部

Claims (9)

  1. 外部に突出する電極リードを備える上側部と、前記上側部の反対側の下側部と、左側部及び右側部とを含むパウチ型の電池セルと、
    保護回路が形成された印刷回路基板を備える保護回路モジュールであって、前記印刷回路基板が前記電池セルの外周縁において前記電極リードが形成されたテラス構造の上に設けられた保護回路モジュールと、
    本体部の一面に前記電池セルを載置するようにプレート形状を有する本体部と、前記本体部から前記電池セルの前記上側部、前記下側部、前記左側部、及び前記右側部を囲むように上方へ突出して形成された隔壁と、を備えるホルダーと、
    前記テラス構造に設けられた、電気絶縁性材質からなる絶縁性モールド部材であって、前記印刷回路基板を被覆して接合された保護部と、前記保護部から前記隔壁が位置した方向へ突出して延び、前記隔壁の一部に固定された固定部と、を備える絶縁性モールド部材と、
    を含み、
    前記絶縁性モールド部材の固定部は、前記保護部から前記隔壁が位置した方向へ突出して延びた端部が前記隔壁に沿って下方へ折り曲げられたフック構造を有し、
    前記絶縁性モールド部材が前記隔壁に固定されるように前記端部と前記保護部との間に前記隔壁の一部が位置しており、
    前記ホルダーの隔壁には、水平方向へ貫通した挿入口が形成され、
    前記挿入口には、前記絶縁性モールド部材の固定部の一部が挿入されて固定されたことを特徴とする二次電池パック。
  2. 前記隔壁は、前記本体部の外周に沿って延び、一部に上面視で円弧形状で曲がった屈曲部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池パック。
  3. 前記ホルダーには、前記隔壁と外側方向へ所定の距離で離隔し、上方へ突出して延びたモールディング用遮断壁が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池パック。
  4. 前記絶縁性モールド部材は、前記印刷回路基板が外部に露出した部位がないように前記印刷回路基板を全体的に被覆したことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の二次電池パック。
  5. 前記絶縁性モールド部材の下部面は、前記電池セルの収容部の下部面と同じ平面上に位置するように構成されたことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の二次電池パック。
  6. 前記絶縁性モールド部材の保護部の外側面には、水平内部方向へ凹んだ凹溝が形成され、
    前記凹溝には、前記電極リードの一部が収容されるように構成されたことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の二次電池パック。
  7. 前記ホルダーの本体部には、前記電池セルで発生した熱を排出する、上下方向へ開口した放熱部が形成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の二次電池パック。
  8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の二次電池パックを含む、電源装置。
  9. 請求項８に記載の電源装置を含む、電子デバイス。
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